• Współczesne układy ładowaniem akumulatora sterowane są komputerowo.
• Pomiar oscyloskopowy pozwala na dokładne określenie usterki układu ładowania.
• Analiza przebiegu tętnienia alternatora może dać informacje na temat uszkodzenia diod, lub uzwojenia.
• Przedstawiamy proces pomiaru przebiegu napięcia testerem Mega Macs X firmy Hella Gutmann.
• Więcej informacji w polskiej (i nie tylko) branży aftermarketowej i motoryzacyjnej znajdziesz na stronie głównej Motofaktora. Jeśli chcesz być na bieżąco z najważniejszymi wiadomościami z branży – zapisz się na nasz newsletter.

W trakcie oceny funkcjonowania alternatora warsztat powinien zwrócić uwagę na charakterystykę działania nowoczesnego układu ładowania. W przypadku niektórych typów awarii alternatora, podstawowe testy diagnostyczne mogą nie przynieść zamierzonego rezultatu i skomplikować prawidłową weryfikację uszkodzenia. Nieocenionym narzędziem okazuje się profesjonalny tester, z pomocą którego można zrealizować bardziej zaawansowane diagnozy i naprawy układów ładowania.

Nowoczesne układy ładowania opierają swoje funkcjonowania na przepływie informacji pomiędzy sterownikami: jednostki napędowej, akumulatora i magistrali danych (ilustracja nr 1). Dane te przesyłane są w wielu najpopularniejszych typach układów ładowania za pośrednictwem jednoprzewodowej magistrali typu LIN, po czym trafiają do sterownika magistrali danych (np. sterowniki Gateway stosowane w grupie Volkswagena) by w dalszej kolejności zostać przesłane magistralą napędu typu CAN.

Sterownik akumulatora monitoruje następujące parametry: napięcie, prąd ładowania, temperaturę baterii oraz stan jej rozładowania i prąd spoczynkowy. Na podstawie tych informacji sterownik jednostki napędowej dostosowuje poziom napięcia ładowania, wysyłając do alternatora sygnały pozwalające na odpowiednie wzbudzenie regulacji jego napięcia. Dodatkowo, sterownik silnika realizuje strategię ładowania akumulatora w oparciu o poszczególne fazy – czyli: hamowanie, przyśpieszanie czy jazda bez obciążenia. Jak widać, nowoczesny układ ładowania to skomplikowany system, bazujący na wielu współzależnych podzespołach. Dlatego w niektórych trudnych do jednoznacznego zdiagnozowania przypadkach dochodzi do uszkodzenia alternatora które objawia się nadmiernym tętnieniem jego napięcia. Zazwyczaj powodem tego typu nieprawidłowości jest uszkodzenie mostka prostowniczego lub awaria uzwojenia stojana. Symptomami tych uszkodzeń są wahania napięcia zasilania jak i zakłócenia oraz „szumy” widoczne na oscylogramach z innych sensorów pojazdu. Aby mechanik skutecznie zlokalizował tego typu usterkę, musi posiadać tester, który umożliwi wnikliwą analizę napięcia generowanego przez alternator. Oczywiście rozbudowa instalacji elektrycznej układu ładowania o podzespoły zarządzające tym układem pozwala na diagnozowanie alternatora w wyniku odczytu kodu usterek, które mogą być przechowywane w pamięci poszczególnych sterowników. Jednak powyżej przedstawione nieprawidłowości są zauważalne dopiero w trakcie diagnostyki oscyloskopem – narzędziem, które musi cechować się odpowiednio dużą rozdzielczością analizowanych próbek oraz wymaganym buforem pamięci.

Opisywany przykład diagnostyczny był badany najnowszym testerem firmy Hella Gutmann czyli Mega Macs X. Jego opcjonalny oscyloskop bez najmniejszego problemu wizualizuje przebieg napięcia alternatora, tak by diagnosta potrafił zidentyfikować wszelkie nieprawidłowości. Kluczem do sukcesu jest oczywiście dobór właściwej podstawy czasu pomiaru i zakresu napięcia, oraz odseparowanie sygnału w taki sposób, aby tętnienia napięcia były dobrze widoczne na ekranie jednostki wyświetlającej. Zastosowanie funkcji realizującej pomiar przy sprzężeniu zmiennoprądowym pozwala dokładnie odseparować sygnał napięcia i wychwycić jego tętnienia.
Punktem pomiarowym, względem którego wykonujemy badanie powinien być przewód B+ alternatora do którego podłączamy dodatni przewód sondy oscyloskopu. Przewód ujemny sondy łączymy z masą pojazdu. Ze względu na ciasną zabudowę współczesnych jednostek napędowych (Ilustracja 2), opcjonalnie pomiar możemy wykonać podłączając sondy oscyloskopu wprost do biegunów akumulatora. Jednak należy pamiętać, iż tego typu pomiar, będzie cechował się przebiegiem na którym tętnienia napięcia alternatora mogą zostać częściowo stłumione.

Zakres pomiarowy modułu oscyloskopu MT 77 testera Mega Macs X powinien być ustawiony według poniższego schematu:

• napięcie od 100 mV/div do 200 mV/div,
• podstawa czasu wynosząca od 1 ms/div do 2 ms/div.

Na ilustracji nr 3 przedstawiono zapis tętnień napięcia alternatora który jest w pełni sprawny, a czas jego eksploatacji wynosi około 3 lat – przebieg pojazdu 28 tys. km. Podczas analizy oscylogramu napięcia należy zwrócić szczególną uwagę na kilka istotnych zależności.

• oscylogram sprawnego alternatora powinien charakteryzować się regularnością i powtarzalnością zapisu napięcia,
• średnia napięcia powinna oscylować w okolicach pułapu 0 V,
• przebieg musi posiadać amplitudę zależna od prędkości obrotowej i obciążenia alternatora,
• zakres tętnień alternatora które przekraczają wartość 500 mV może powodować zakłócenia w funkcjonowaniu sensorów lub elementów wykonawczych układów elektronicznych pojazdu.

Nieregularności przebiegu przedstawione na Ilustracjach nr 4 i nr 5 świadczą o potencjalnym uszkodzeniu uzwojenia stojana, diody czy też awarii układu prostowniczego. W trakcie analizy tętnień napięcia w alternatorze warto sięgnąć do dokumentacji producenta naprawianego pojazdu i zapoznać się z charakterystyką samego alternatora oraz wzorcowymi oscylogramami. Przebiegi należy rejestrować w kilku fazach, przy zróżnicowanym obciążeniu i prędkości obrotowej alternatora.

W dobie dynamicznej cyfryzacji układów elektronicznych, prawidłowa stabilizacja napięcia w samochodzie nabiera ogromnego znaczenia. Wadliwie działający alternator, będzie źródłem wielu nieprawidłowości, które mogą przyczynić się do zaistnienia poważnych awarii systemów pojazdu. Dlatego wcześniejsze zdiagnozowanie tego typu usterek jest niezwykle ważne i gwarantuje dalszą bezproblemową eksploatację samochodu.

Uwaga: Nie należy odłączać klem akumulatora lub alternatora (przewód B+) w trakcie pracy silnika, gdyż może to być powodem uszkodzenia elementów elektronicznych w testowanym pojeździe. Sonda oscyloskopu posiada wysoką impedancję, dlatego stanowi niskie zagrożenie dla instalacji elektrycznej, nawet w przypadku błędnego podłączenia do badanego podzespołu.